{"id":2103,"date":"2023-10-12T18:00:24","date_gmt":"2023-10-12T18:00:24","guid":{"rendered":"https:\/\/schloss-apotheke-kuemmersbruck.de\/produkte\/?p=2103"},"modified":"2023-10-12T18:00:24","modified_gmt":"2023-10-12T18:00:24","slug":"entschluesselung-von-sprache-aus-gehirnaktivitaet-ein-bemerkenswerter-durchbruch","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/schloss-apotheke-kuemmersbruck.de\/produkte\/entschluesselung-von-sprache-aus-gehirnaktivitaet-ein-bemerkenswerter-durchbruch\/","title":{"rendered":"Entschl\u00fcsselung von Sprache aus Gehirnaktivit\u00e4t: Ein bemerkenswerter Durchbruch"},"content":{"rendered":"

Die Sprachproduktion ist ein komplexes neurologisches Ph\u00e4nomen, das Forscher seit Jahren vor R\u00e4tsel gestellt hat. Das komplexe Zusammenspiel zwischen den neuralen Regionen, die die pr\u00e4zisen Muskelbewegungen im Mund, Kiefer und Zunge steuern, und den Regionen, die die auditive R\u00fcckmeldung der eigenen Stimme verarbeiten, hat lange Zeit ein kniffliges R\u00e4tsel dargestellt. Dieses R\u00e4tsel zu l\u00f6sen, ist von entscheidender Bedeutung f\u00fcr die Weiterentwicklung von spracherzeugenden Prothesen f\u00fcr Personen, die ihre F\u00e4higkeit zu sprechen verloren haben.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Ein Forschungsteam der New York University (NYU), unter der gemeinsamen Leitung von Adeen Flinker, Professorin f\u00fcr Biomedizintechnik an der NYU Tandon und f\u00fcr Neurologie an der NYU Grossman School of Medicine, sowie Yao Wang, Professor f\u00fcr Biomedizintechnik und Elektrotechnik an der NYU Tandon und Mitglied von NYU WIRELESS, hat signifikante Fortschritte bei der Entschl\u00fcsselung dieses neuronalen R\u00e4tsels erzielt. Ihr Ziel ist es, eine Sprachrekonstruktionstechnologie zu entwickeln, die Menschen, die ihre F\u00e4higkeit zu sprechen verloren haben, wieder eine Stimme gibt.<\/p>\n

Das NYU-Forschungsteam hat das Potenzial komplexer neuronaler Netzwerke genutzt, um Sprache aus Gehirnaufzeichnungen zu rekonstruieren und die neuronalen Mechanismen, die der menschlichen Sprache zugrunde liegen, zu beleuchten. Ihre bahnbrechenden Erkenntnisse wurden in einem neuen Artikel in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n

Die menschliche Sprachproduktion umfasst komplexe neuronale Prozesse, die die vorausschauende Steuerung von Motorbefehlen und die R\u00fcckmeldung von selbst produzierter Sprache umfassen. Diese Prozesse erfordern die gleichzeitige Aktivierung mehrerer Gehirnnetzwerke und machen es daher schwierig, den zeitlichen Ablauf und den Umfang der kortikalen Rekrutierung f\u00fcr die Motorsteuerung im Vergleich zur sensorischen Verarbeitung w\u00e4hrend der Sprachproduktion zu unterscheiden.<\/p>\n

In ihrer j\u00fcngsten Forschung haben die NYU-Wissenschaftler diese komplexen Prozesse erfolgreich voneinander getrennt. Sie verwendeten eine innovative Deep-Learning-Architektur f\u00fcr Aufzeichnungen von Neurooperationen und nutzten einen regelbasierten differenzierbaren Sprachsynthesizer, um Sprachparameter aus kortikalen Signalen zu dekodieren. Die von ihnen implementierten neuronalen Netzwerkarchitekturen k\u00f6nnen zwischen kausalen (die aktuellen und vergangenen neuronale Signale verwenden, um die aktuelle Sprache zu dekodieren), antikausalen (die gegenw\u00e4rtige und zuk\u00fcnftige neuronale Signale verwenden) und einer Kombination aus beiden (nichtkausalen) zeitlichen Konvolutionen unterscheiden, was es ihnen erm\u00f6glichte, die Beitr\u00e4ge der vorausschauenden und r\u00fcckw\u00e4rtigen Verarbeitung in der Sprachproduktion akribisch zu analysieren.<\/p>\n

Dr. Flinker erkl\u00e4rt:<\/p>\n

Dieser Ansatz erm\u00f6glichte es uns, die Verarbeitung von vorausschauenden und r\u00fcckw\u00e4rtigen neuronalen Signalen zu trennen, die gleichzeitig auftreten, w\u00e4hrend wir sprechen und das Feedback unserer eigenen Stimme wahrnehmen.”<\/p><\/blockquote>\n

Bemerkenswerterweise dekodierte dieser innovative Ansatz nicht nur interpretierbare Sprachparameter, sondern gab auch Einblicke in die zeitlichen rezeptiven Felder der f\u00fcr die Sprachproduktion aktivierten kortikalen Regionen. Im Gegensatz zu vorherrschenden Vorstellungen, die r\u00fcckw\u00e4rtige und vorausschauende kortikale Netzwerke voneinander trennen, zeigten die Analysen der Forscher eine nuancierte Architektur aus gemischter r\u00fcckw\u00e4rtiger und vorausschauender Verarbeitung, die sich \u00fcber frontale und temporale Cortexareale erstreckt. Dieser neue Blickwinkel, kombiniert mit au\u00dfergew\u00f6hnlicher Sprachdekodierungsleistung, stellt einen bedeutenden Fortschritt in unserem Verst\u00e4ndnis der komplexen neuronalen Mechanismen der Sprachproduktion dar.<\/p>\n

Das NYU-Forschungsteam hat diese neue Sichtweise genutzt, um die Entwicklung von Prothesen zu informieren, die die Hirnaktivit\u00e4t lesen und direkt in Sprache \u00fcbersetzen k\u00f6nnen. Ihr Prototyp unterscheidet sich von anderen dadurch, dass er die Stimme des Patienten rekonstruieren kann, selbst mit einer geringen Anzahl von Aufnahmen. Diese Technologie bietet Menschen, die ihre Stimme verloren haben, nicht nur die M\u00f6glichkeit, sie wiederzuerlangen, sondern sie genau zu rekonstruieren. Dies wird durch ein tiefes neuronales Netzwerk erm\u00f6glicht, das einen latenten auditiven Raum ber\u00fccksichtigt und mit nur wenigen Beispielen einer individuellen Stimme trainiert werden kann, wie beispielsweise einem YouTube-Video oder einer Zoom-Aufnahme.<\/p>\n

Um die notwendigen Daten zu sammeln, wandten sich die Forscher an Patienten mit therapieresistenter Epilepsie, die derzeit nicht medikament\u00f6s behandelt werden kann. Diese Patienten hatten ein Raster aus subduralen EEG-Elektroden in ihrem Gehirn f\u00fcr eine Woche implantiert, um ihren Zustand zu \u00fcberwachen, und stimmten der zus\u00e4tzlichen Platzierung von 64 kleineren Elektroden zwischen den regul\u00e4ren klinischen Elektroden zu. Diese unsch\u00e4tzbaren Einblicke in die Gehirnaktivit\u00e4t w\u00e4hrend der Sprachproduktion ebneten den Weg f\u00fcr diese wegweisende Forschung.<\/p>\n

Diese Studie wurde durch Zusch\u00fcsse der National Science Foundation (NSF) und des National Institutes of Health (NIH) erm\u00f6glicht. Anschlie\u00dfend erhielten die Forscher zus\u00e4tzliche Mittel, um unser Verst\u00e4ndnis der Neurobiologie der Sprache zu vertiefen und innovative klinische Anwendungen f\u00fcr Sprache und Sprachentwicklung zu entwickeln.<\/p>\n

In einer Welt, in der Stimme und Kommunikation von h\u00f6chster Bedeutung sind, er\u00f6ffnet diese wegweisende Forschung T\u00fcren zu verbesserten sprachlichen Prothesen und zur Steigerung der Kommunikation f\u00fcr Menschen mit Sprachst\u00f6rungen. Die Pionierarbeit des NYU-Forschungsteams verspricht, das Feld der Sprachrekonstruktion zu revolutionieren und neuen Hoffnungstr\u00e4gern zu helfen, die ihre F\u00e4higkeit zu sprechen verloren haben.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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